第十章 微专题73　电学实验基础-2025年高中物理《加练半小时》新教材版

第十章电路及其应用微专题73电学实验基础1．电表改装时可把表头看作是可显示自身电流的普通电阻，利用串、并联关系解决电表改装问题。2.电流表内、外接结论：“大内偏大，小外偏小”。3.在滑动变阻器电阻较大时常用限流式接法，较小时常用分压式接法，若要求从零开始调节，则必须用分压式接法。1.(2023·甘肃兰州市模拟)某同学用一个微安表(量程1mA，内阻900Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10mA和电压3V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值()A．R1＝100Ω，R2＝3000ΩB．R1＝10Ω，R2＝210ΩC．R1＝100Ω，R2＝210ΩD．R1＝10Ω，R2＝3000Ω答案C解析微安表的满偏电流Ig＝1mA＝0.001A，微安表内阻Rg＝900Ω，改装后电流表量程I＝10mA＝0.01A，改装后电压表量程U＝3V，由欧姆定律得IgRg＝(I－Ig)R1，U＝IgRg＋IR2，代入数据解得R1＝100Ω，R2＝210Ω，故A、B、D错误，C正确。2．(2023·江苏苏州市质检)大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成，如图是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，变阻箱R接入电路的阻值为R0，下列说法正确的是()A．甲表是电压表，改装后的量程为eq\f(IgRg＋R0,R0)B．甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程减小C．乙表是电流表，改装后的量程为Ig(R0＋Rg)D．乙表是电压表，若减小接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程增大答案B解析电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为灵敏电流表G的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程I＝Ig＋eq\f(IgRg,R0)＝eq\f(IgRg＋R0,R0)，所以改装后并联的分流电阻越大，其量程越小，故A错误，B正确；电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为灵敏电流表G的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程U＝IgRg＋IgR0＝Ig(Rg＋R0)，所以若减小接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程减小，故C、D错误。3．(2023·湖南常德市临澧县模拟)正确读出电流表、游标卡尺、螺旋测微器的读数，把读数结果填到横线上。(1)图甲中，电流表接0～0.6A量程时读数为____A。(2)图乙中螺旋测微器的读数是____mm，图丙中游标卡尺的读数是____mm。答案(1)0.16(2)2.20251.3解析(1)电流表接0～0.6A量程，由题图甲可知，其分度值为0.02A，读数为0.16A；(2)螺旋测微器的固定刻度为2mm，可动刻度为20.2×0.01mm＝0.202mm，所以读数为2mm＋0.202mm＝2.202mm；游标卡尺的主尺读数为51mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为3×0.1mm＝0.3mm，所以读数为51mm＋0.3mm＝51.3mm。4．用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为________Ω，真实值为________Ω，R2的测量值为________Ω，真实值约为________Ω(结果保留四位有效数字)。答案300290300333.3解析题图甲中电阻R1的测量值R1测＝300Ω，真实值R1真＝R1测－RA＝290Ω；题图乙中电阻R2的测量值R2测＝eq\f(U,I)＝300Ω，真实值R2真＝eq\f(U,I－\f(U,RV))≈333.3Ω。5．(1)用游标尺为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图甲所示，则测量结果为________mm。(2)正确读出图中各表的读数：①如图乙，接0～3V量程时读数为________V；接0～15V量程时读数为________V。②如图丙，接0～3A量程时读数为________A；接0～0.6A量程时读数为________A。答案(1)10.40(2)①2.2011.0②0.800.16解析(1)游标卡尺的读数为10mm＋20×0.02mm＝10.40mm(2)①题图乙，接0～3V量程时，最小刻度为0.1V，则读数为2.20V；接0～15V量程时，最小刻度为0.5V，则读数为11.0V。②题图丙，接0～3A量程时，最小刻度为0.1A，则读数为0.80A；接0～0.6A量程时，最小刻度为0.02A，读数为0.16A。6．(2023·广东汕头市二模)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250μA，内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表，设计电路如图(a)所示，其中定值电阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。(1)当开关S接A端时，该电流表的量程为0～______mA，内阻为______Ω。(2)当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时________。(填“大”或“小”)(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。答案(1)1300(2)大(3)乙解析(1)由题图(a)可知当S接A时，R1和R2串联，再和电流表并联，则R1＋R2＝400Ω该电流表的内阻为RA＝eq\f(1200×400,1200＋400)Ω＝300Ω，满偏时电流表两端的电压为Um＝Imr＝250×10－6×1.2×103V＝0.3V此时通过R1和R2的电流为I＝eq\f(Um,R1＋R2)＝eq\f(0.3,40＋360)A＝0.75×10－3A＝0.75mA所以总电流为I总＝Im＋I＝1mA故该电流表的量程为0～1mA，内阻为300Ω。(2)当开关S接B端时，由题图(a)可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。(3)甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。7．某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件，将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是________。A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)产生上述问题的原因可能是________。A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝__________。答案(1)见解析图(2)C(3)AC(4)eq\f(99,79)解析(1)电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物连接如图所示：(2)由标准毫安表与改装表的示数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为n＝eq\f(16.0mA,160×10－3mA)＝100倍故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为250×10－3×100mA＝25mA，故选C；(3)根据IgRg＝(I－Ig)R得I＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Rg,R)))Ig改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻Rg真实值大于1200Ω；或者因为定值电阻R的计算有误，实际接入定值电阻R阻值偏小，分流过大，故选A、C；(4)由于接入电阻R时，改装后的表实际量程为25mA，故满足IgRg＝(25－Ig)R要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20mA电流表，应满足IgRg＝(20－Ig)kR其中Ig＝250μA＝0.25mA，联立解得k＝eq\f(99,79)。8．(2023·内蒙古呼伦贝尔市一模)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V(量程为3V，内阻很大)，电流表A(量程为1mA，内阻为300Ω)，电源E(电动势约为4V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω)，开关S，导线若干。(1)要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；(2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为______(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为______(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻；(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为______V，流过Rx的电流为________mA，此组数据得到的Rx的阻值为______Ω(结果保留3位有效数字)。答案(1)见解析图(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而准确测量通过Rx的电流，电压表直接测量Rx的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从0开始测量，满足题中通过Rx的电流从0～5mA连续可调，电路图如图所示(2)电路中R应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5mA，需要将电流表量程扩